인천수목원은 인천광역시 도서해안과 육상의 주요 식물종을 수집·전시·보전·연구하고 도시녹화를 위한 다양한 정보와 삶의 질 증진을 위한 자연체험 교육 등을 제공하기 위해 설립되었다. 1994년 8월 30일에 수목원 조성계획이 결정되었고, 2003년 7월 30일에 인천수목원 조성 기본계획을 수립하였다.
2004년 12월 22일에 착공하여 2007년 12월 22일에 준공되었다. 2008년 10월 2일에 인천수목원으로 정식 개원하였다. 규모는 24만㎡이고, 1,065종 22만 2647본의 식물과 1,329종의 수목유전자원을 보유하고 있다.
인천수목원은 수목전시원을 3개 지구 43개 전시원으로 구분하고 있다. 도시녹화식물원지구(옥상녹화원·담장녹화원·허브원·계류·연못원 등 18개 전시원), 희귀자생·비교식물원지구(비교식물원·희귀자생원·해안사구원 등 5개 전시원), 테마식물원지구(소나무원·사계원·오감원·나무백가지원 등 20개 전시원)로 구성되어 있다.
도시녹화식물원지구는 인천자생식물을 활용하여 도시녹화와 관련된 다양한 정보 제공과 모델을 전시하고 있으며, 옥상녹화·도시가로수·담장 및 벽면녹화·보도녹화·생울타리·허브·암석원 등 자연친화적 도시녹화 견본을 전시한 지구이다.
희귀자생비교식물원지구는 인천에 자생하는 육지 및 서북부 도서 해안 식물종의 생태환경을 재현한 지구이다. 인천지역 자생식물의 자생지 특성을 고려하여 해안사구식물, 내륙식물 등으로 공간을 구분하고 유사한 특성 및 형태의 식물을 모아 서로 비교할 수 있도록 전시하였다.
테마식물원지구는 도시민의 삶의 질 증진을 위한 여가·교육에 적합한 주제를 전시한 지구이다. 감각, 계절, 용도, 이야기 등으로 전시공간을 구분하여 일반인들이 나무와 쉽게 친해질 수 있는 테마를 중심으로 전시하였다.
탐방객안내소는 수목원의 탐방안내와 수목원 관련정보를 제공하는 수목원 부속건물로서 안내실, 전시실, 기획전시실로 구성되어 있다. 수목정보센터는 강의실, 표본실, 표본준비실로 자연학교 등의 교육을 위해 개방되는 공간이다.
식물원은 유리온실 2동과 휴게공간으로 구성되어 있으며 다육식물 및 열대식물 332종 6,550주가 전시되어 있다. 자연생태원에는 장수천변의 계류에 관찰데크, 해설판 등을 설치하였다.